涂布膠料的導(dǎo)電玻璃絲的制作方法
【專利說明】涂布膠料的導(dǎo)電玻璃絲
[0001] 本申請是分案申請，其母案是申請日為2005年10月21日、申請?zhí)枮?200580044133. 8、發(fā)明名稱為"涂布膠料的導(dǎo)電玻璃絲"的申請。
[0002] 本發(fā)明涉及涂布能導(dǎo)電的膠料的玻璃絲，所述的絲用于增強聚合物類有機材料以 得到復(fù)合材料。
[0003] 本發(fā)明還涉及涂布所述絲所使用的膠料組合物，使用這些絲能夠生產(chǎn)復(fù)合材料的 方法以及得到的復(fù)合材料。
[0004] 通常，為了形成聚集成基本絲的細(xì)絲，而這些絲那么收集在適當(dāng)支架上，在與液體 高度相關(guān)的流體靜壓力的作用下通過重力，從裝有熔融玻璃的拉模的多孔流出的熔融玻璃 流通過機械拉制生產(chǎn)出這些增強玻璃絲。
[0005] 在拉制過程中，在它們聚集成絲之前，這些玻璃細(xì)絲通過上膠部件而會涂布膠料 組合物，一般含水膠料組合物。
[0006] 該膠料的作用在幾個方面是至關(guān)重要的。
[0007] 生產(chǎn)絲時，該膠料因起到滑潤劑的作用，所以它可防止這些細(xì)絲在絲的拉細(xì)和卷 繞組件上高速通過時因磨擦產(chǎn)生的磨損。這種膠料因保證將這些細(xì)絲彼此連接在一起而使 絲有凝聚力。最后，它使這種絲完整得足以經(jīng)得起重卷繞操作，重卷繞操作對于使用多根基 本絲特別構(gòu)成"聚集"粗紗是必不可少的，并且它還能消除這些操作過程中產(chǎn)生的靜電荷。
[0008] 為生產(chǎn)這些復(fù)合材料而使用這種膠料時，膠料通過待增強基材改進(jìn)絲的浸漬，還 有利于這種玻璃與所述基材之間的附著性，從而得到具有改進(jìn)機械性能的復(fù)合材料。此外， 這種膠料防止這些絲受到化學(xué)和環(huán)境的侵蝕，這樣有助于提高它們的耐久性。在需要切短 這種絲的這些應(yīng)用中，這種膠料還能夠避免細(xì)絲爆裂與分離，并且它與過多膠料一起參與 使在切割時產(chǎn)生的靜電荷消散。
[0009] 通常使用各種形式的玻璃絲（連續(xù)、切短或研碎絲、氈、篩、織物、編織物等）有效 增強具有不同性質(zhì)的基材，例如熱塑性或熱固性有機材料和無機材料，例如水泥。
[0010] 在這里本發(fā)明關(guān)心加到可熱固類聚合物基材中的增強絲，或者生產(chǎn)浸漬氈或"片 狀模塑料"（SMC)，它們可以直接在熱壓模具中模壓成型，或者生產(chǎn)用于采用"整體模壓制 品"（BMC)技術(shù)模壓的糊料。
[0011] SMC是一種半成品，它將玻璃絲氈與熱固性樹脂，尤其選自聚酯的熱固性樹脂糊結(jié) 合起來。
[0012] 在SMC中，該玻璃起增強作用，提供了模壓件的機械性能和尺寸穩(wěn)定性。一般而 言，它的SMC是25-60重量％。往往，這種玻璃呈切短絲形式，即使在某些應(yīng)用中可以使用 連續(xù)絲。這種糊含有熱固性樹脂和填料，任選地添加劑，例如引發(fā)劑、粘度調(diào)節(jié)劑和脫模劑。
[0013] 正如人們知道的，把第一糊層沉積在由輸送帶支撐的薄膜上，使用旋轉(zhuǎn)切割機在 樹脂上將由粗紗松開的絲切成長度12-50毫米，這些絲隨機地（各向同性）分布，沉積由薄 膜支撐的第二糊層，該樹脂面朝向玻璃，從而生產(chǎn)出SMC。結(jié)合的不同層然后穿過一個或多 個壓延設(shè)備，使玻璃絲浸漬樹脂并除去截留的空氣。
[0014] 該SMC還應(yīng)該進(jìn)行熟化處理，其目的在于提高樹脂的粘度，直到40-100Pa. s，以便 能使其在良好的狀態(tài)下進(jìn)行模壓。
[0015] 使用SMC的模壓可以平均或大批量地生產(chǎn)單件，它們不太貴，特別因為該SMC直接 在模中進(jìn)行沉積，不要求將其精確地切割成模的尺寸。
[0016] BMC與SMC不同的是在這里為糊的形式，這種糊注入壓縮模具中。
[0017] 采用這些模壓技術(shù)生產(chǎn)的部件特別地用于汽車領(lǐng)域，作為車體或防撞擊部件的替 換品，這些部件目前是用金屬，尤其是用鋼制成的。
[0018] 但是，汽車生產(chǎn)者經(jīng)常過分地關(guān)注盡可能地減少汽車重量，以降低燃料的消耗。為 此，已設(shè)想使用用復(fù)合材料制成的更輕部件代替車體的某些金屬部件。
[0019] 這些用復(fù)合材料制成的部件出現(xiàn)的問題是噴漆問題。
[0020] 在工業(yè)上，采用電泳法進(jìn)行金屬部件的噴漆操作：這種操作包括采用靜電法沉積 一層或多層達(dá)到表面"光滑"的底漆和一層或多層漆。
[0021] 因為這種聚合物材料具有電絕緣的特性，所以這些復(fù)合材料部件不能原樣使用。 因此，必須將它們變成導(dǎo)電的，才能夠?qū)⑺鼈冇糜诓捎秒娪痉ú僮鞯耐ǔ娖峋€上。
[0022] 已描述一些目的在于使復(fù)合材料導(dǎo)電的解決辦法。
[0023] US 6 648 593已提出，在涂油漆之前沉積第一層含有樹脂和導(dǎo)電顆粒（呈"須晶" 晶型）的導(dǎo)電油漆層，和沉積沒有電流干擾涂布的第二金屬層。
[0024] 該解決辦法要求在實際的生產(chǎn)過程中增加實施棘手的其它步驟，因此它產(chǎn)生了附 加成本。
[0025] TO-A-03/0 511 992和US-A-2003/0 042 468已提出在一些模塑法中使用的組合 物，它含有可交聯(lián)的預(yù)聚物、至少一種與該預(yù)聚物可共聚合的不飽和單體、共聚合引發(fā)劑和 導(dǎo)電填料，例如石墨、涂布金屬或金屬顆粒的顆粒。
[0026] 由于為達(dá)到高水平導(dǎo)電性而需要使用高含量的導(dǎo)電填料，所以使得使用該組合物 變得很困難。因此，把這些導(dǎo)電填料直接加入該基材中，這樣引起粘度極大的增加：使得浸 漬玻璃絲變得更加難，對模壓施加的壓力也應(yīng)該增加。這個解決辦法在于為降低粘度而增 加溶劑的量，因此具有其它的缺陷：它降低了復(fù)合材料的機械性能，并產(chǎn)生了削弱最終部件 表面狀態(tài)質(zhì)量的微泡。
[0027] 本發(fā)明的目的是提供增強絲，這些增強絲特別適合生產(chǎn)SMC，并且它們能導(dǎo)電，從 而得到可以采用電泳方法處理的用復(fù)合材料制成的模制部件。
[0028] 本發(fā)明的目的是涂布含水膠料組合物的玻璃絲，該組合物含有至少一種成膜劑、 至少一種選自增塑劑、表面活性劑和分散劑的化合物、至少一種玻璃偶聯(lián)劑和導(dǎo)電顆粒。
[0029] 本發(fā)明包括以下實施方案：
[0030] 1、涂布導(dǎo)電膠料組合物的玻璃絲，該膠料組合物含有至少一種成膜劑、至少一種 選自增塑劑、表面活性劑和分散劑的化合物、至少一種玻璃偶聯(lián)劑和導(dǎo)電顆粒。
[0031] 2、根據(jù)實施方案1所述的玻璃絲，其特征在于該成膜劑選自如下的聚合物：聚乙 酸乙烯酯（均聚物或共聚物）、聚酯、環(huán)氧樹脂、聚丙烯酸（均聚物或共聚物）、聚氨酯、聚酰 胺、纖維素聚合物和這些化合物的混合物。
[0032] 3、根據(jù)實施方案2所述的玻璃絲，其特征在于該成膜劑是聚乙酸乙烯酯、環(huán)氧樹 脂或聚氨酯。
[0033] 4、根據(jù)實施方案1-3中任一項實施方案所述的玻璃絲，其特征在于該增塑劑、表 面活性劑和分散劑選自有機化合物，例如任選鹵化的脂族或芳族多烷氧基化化合物、多烷 氧基化的脂肪酸酯和含胺化合物和無機化合物。
[0034] 5、根據(jù)實施方案1-4中任一項實施方案所述的玻璃絲，其特征在于該偶聯(lián)劑選自 屬于硅烷、硅氧烷、鈦酸鹽、鋯酸鹽和這些化合物混合物的可水解化合物。
[0035] 6、根據(jù)實施方案1-5中任一項實施方案所述的玻璃絲，其特征在于這些導(dǎo)電顆粒 是石墨和/或炭黑基的顆粒。
[0036] 7、根據(jù)實施方案6所述的玻璃絲，其特征在于這些顆粒呈不同形狀的顆粒混合物 形式，優(yōu)選地呈兩種或三種形狀的顆?；旌衔镄问?。
[0037] 8、根據(jù)實施方案6或7所述的玻璃絲，其特征在于30-60%顆粒具有縱橫比5-20。
[0038] 9、根據(jù)實施方案6-8中任一項實施方案所述的玻璃絲，其特征在于沿著其最大尺 寸測量的顆粒大小不超過250 μ m，優(yōu)選地100 μ m。
[0039] 10、根據(jù)實施方案1-9中任一項實施方案所述的玻璃絲，其特征在于這些顆粒由 粒度等于或低于I ym的石墨顆粒和炭黑粉的混合物構(gòu)成。
[0040] 11、根據(jù)實施方案1-10中任一項實施方案所述的玻璃絲，其特征在于該分散劑選 自陽離子、陰離子和非離子化合物。
[0041] 12、根據(jù)實施方案1-11中任一項實施方案所述的玻璃絲，其特征在于該組合物還 含有粘度調(diào)節(jié)劑，該粘度調(diào)節(jié)劑選自羧甲基纖維素、瓜爾膠或黃原膠、角叉菜膠、海藻酸鹽、 聚丙烯酸、聚酰胺、聚乙二醇以及這些化合物的混合物。
[0042] 13、根據(jù)實施方案1-12中任一項實施方案所述的玻璃絲，其特征在于該組合物還 含有作為添加劑的潤滑劑、絡(luò)合劑和消泡劑。
[0043] 14、根據(jù)實施方案1-13中任一項實施方案所述的玻璃絲，其特征在于膠料量是該 絲重量的3. 5-6%。
[0044] 15、用于涂布根據(jù)實施方案1-14中任一項實施方案所述玻璃絲的膠料組合物，其 特征在于它含有（重量％:
[0045] -2-10%至少一種成膜劑，優(yōu)選地3-8. 5% ;
[0046] -0. 2-8 %至少一種選自增塑劑、表面活性劑和分散劑的化合物，優(yōu)選地0. 25-6% ;
[0047] -4-25 %導(dǎo)電顆粒，優(yōu)選地6-20 % ;
[0048] -0. 1-4 %至少一種偶聯(lián)劑，優(yōu)選地0. 15-2% ;
[0049] -0-4%至少一種粘度調(diào)節(jié)劑，優(yōu)選地0-1. 8% ;和
[0050] -0-6 %添加劑，優(yōu)選地0-3 %。
[0051] 16、根據(jù)實施方案15所述的組合物，其特征在于它的固體物含量是8-35%，優(yōu)選 地 12-25% 〇
[0052] 17、根據(jù)實施方案15或16中任一項實施方案所述的組合物的制備方法，它包括下 述步驟：
[0053] a)生產(chǎn)導(dǎo)電顆粒在含有分散劑的水中的分散體D ;
[0054] b)往水中加入該膠料的其它組分，即成膜劑、增塑劑、表面活性劑、呈水解形式的 偶聯(lián)劑，如果必要，粘度調(diào)節(jié)劑和添加劑，以形成乳劑E ;和
[0055] c)分散體D與乳劑E混合。
[0056] 18、根據(jù)實施方案17所述的方法，其特征在于步驟a)和c)在充分?jǐn)嚢柘逻M(jìn)行，以 防止導(dǎo)電顆粒沉淀。
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